Система управления агрегатом правки цилиндрических изделий

 

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма.вращения заготовки, содержащая соединенные последовательно блок; автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для измеЬМБ JiMi rjds рения величины прогиба изделия в виде датчика, щупа и преобразователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензоусилителя, соединенного с блоком определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества правки, она снабжена преобразователем кодированных сигналов угла поворота упомянутого вала, бесконтактным датчиком угла Тюворота с кодирующим диском, закрепленным на этом валу, и блоком питания бесконтактного датi чика, причем входы последнего подключены к блоку питания, а выход - к блоку опреW деления соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра . О5 t43

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д д В 21 D 3/10

1 : . .-..,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Й

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3355202/25-27 (22) 13.11,81 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) А. С. Пухов, Ю. С. Шарин и И. И. Манило (71) Курганский экспериментальный конструкторско-технологический институт автомобильной промышленности и Курганский машиностроительный институт (53) 621.982.06 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3222321/25-27, кл. В 21 D 3/10, 24.07.81. (54) (57) 1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма. вращения заготовки, содержащая соединенные последовательно блок автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для изме„„SU„„1074621 A рения величины прогиба изделия в виде датчика, щупа и преобразователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического

/ элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензоусилителя, соединенного с блоком определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, отличающаяся тем, что,. с целью повышения качества правки, она снабжена преобразователем кодированныхсигналов угла поворота упомянутого вала, бесконтактным датчиком угла поворота с кодирующим диском, закрепленным на этом валу, и блоком питания бесконтактного датчика, причем входы последнего подключены Я к блоку питания, а выход — к блоку определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра.

1074621

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен в виде соединенных последовательно первого фильтра помех, узла прекращения счета, счетного бло1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции оборудования для обработки давлением.

Известна система управления агрегатом правки цилиндрических изделий с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма вращения заготовки, содержащая соединенные последовательно блок автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для измерения величины прогиба изделия в виде датчика, щупа и пре, образователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензоусилителя, соединенного с блоком определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра (1).

Недостатком известной системы является невысокая точность правки из-за отсутствия контроля и компенсации смещения экстремальной точки прогиба.

Цель изобретения — повышение точнос ти правки.

Поставленная цель достигается тем; что система управления агрегатом правки цилиндрических изделий с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма вращения заготовки, содержащая соединенные после довательно блок автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для измерения величины про гиба изделия в виде датчика, щупа и преобразователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного, двухпозиционного индикатора с .реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензо усилителя, соединенного с блоком определения соотношения,,усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, снабжена преобразователем кодированных сигналов угла поворота упомянутого вала, бесконтактным датчиком угла поворота с кодирующим диском, закрепленка, схемы совпадения и инвертора, выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтра помех, вход которого связан с нулевой шиной питания, а выход соединен с счетным блоком.

2 ным на этом валу, и блоком питания бесконтактного датчика, причем входы послед него подключены к блоку питания, а выход— к блоку определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра.

Кроме того, преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен в виде соединенных последовательно первого фильтра помех, узла прекращения счета, счетного блока, схемы совпадения и инвертора, выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтра помех, вход которого связан с нулевой шиной питания, а выход соединен с счетным

15 бЛОКОМ.

На фиг. 1 приведена блок-схема системы управления; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б.— Б на фиг. 1; на фиг. 4 — структурная схема блока определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока а также преобразователя кодированных сигналов угла поворота вала.

Электродвигатель 1 механизма вращения заготовки 2 электрически связан с блоком

3 управления, выполненным в виде фазового коммутатора, устройством для измерения величины прогиба заготовки, содержащим преобразователь 4 сигнала и датчик 5 перемещения, который посредством щупа 6 подведенного к заготовке воспринимает

30 ее биение. Задатчик величины усилия правки содержит датчик 7 давления в рабочей полости силового гидроцилиндра 8 правки, подключенной к входу преобразователя 9 сигнала, логический пороговый элемент 10, задатчик 11 давления, схему 12 совпадения, которая логически связана с блоком 13 промежуточной памяти и через задатчик

ll давления с логическим пороговым элементом 10. Элемент 10 при вращении заготовки 2 измеряет величину прогиба и

4О ЗанОсит значение экстремума напряжения, пропорциональное максимальной амплитуде прогиба изделия, в виде двоичного параллельного кода в блок 13 промежуточной памяти, а при проведении процесса правки изделия измеряет величину давления

45 жидкости в гидроцилиндре 8, к штоку ко1074621 торого прикреплен боек. Система также содержит блок:14 автоматики, электроннорелейный золотник 15 силового тидроцилиндра 8, редуктор 16 механизма вращения изделия. На один из входов блока 14 автоматики последовательно подключены тензометрйческий усилитель 17. пороговый элемент 18 и чувствительный двухпозиционный индикатор 19 с поляризованным реле (не показано), осуществляющим через блок

14 автоматики реверс вращения вала электродвигателя l.

На вход тензометрического усилителя 17 подключен датчик изгибающих усилий штока, выполненный в виде уравновешенного полумоста, образованного из тензорезисторов 20 — 23, закрепленных на боковой поверхности штока 24 (по его периметру) под 90 друг относительно друга. Тензорезисторы 21 и 23, расположенные диаметрально по обе стороны от оси изделия, являются рабочими, а перпендикулярно им располо- 20 женные тензорезисторы 20 и 22 — компенсационными.

Выходы преобразователей 4 и 9 и тензометрического усилителя 17 подключены к входам блока 25 определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, выход которого через преобразователь 26 кодированных сигналов угла поворота подключен к блоку 14 автоматики, Блок 25 (фиг. 4) содержит входные резисторные масштабные элементы 27 — 29, через которые на входы трехвходового сумматора 30 поступают сигналы напряжения соответственно с тензометрического усилителя 17 и преобразователей 9 и 4. Выход суМматора 30 подключен к многопорого-,З5 вому (n-разрядному) элементу 31, логические выходы которого через триггеры 32 регистра 33 (и-разрядного) и инверторы 34 подключены к логическим входам блока 35 памяти кода соотношения усилия изгиба штока гидроцилиндра. К логическим выхо- 40 дам блока . 38 также подключены реле (не показаны), переключающие контакты

36. которых включены на управляющих входах преобразователя 26 как задающие переключатели уставки угла поворота вала. 45

Преобразователь 26 (фиг. 4) содержит счетный блок 37 на триггерах 38, схему 39 совпадения, которая через инвертор 40 подключена к блоку 14 автоматики. Выход схемы 39 совпадения также подключен к узлу 41 прекращения счета, выпол- 50 ненного на основе двухвходового элемента

2И вЂ” НЕ и триггера, выход которого подключен на первый вход счетного блока 37, а второй вход узла 41 подключен- через первый фильтр 42 помех к бесконтактному датчику 43, питание которого осуществляется от блока 44 питания. Вход фил

42 помех является счетным входом пр

55 разователя 26. В воздушном зазоре бесконтактного датчика 43 вращается кодирующий диск 45, который жестко закреплен на одном валу (соосно) с деталью 2 и редуктором 16. На.второй вход счетного блока 37 через второй фильтр 46 импульсных помех и замыкающийся контакт 47 электронно-релейного блока 14 автоматики подключена нулевая (заземленная) шина.

Заготовка 2, подлежащая правке, закрепляется в подпружиненных центрах 48 и 49. Коммутация цепей, соединяющих блоки системы управления, осуществляется переключающими контактами 50-53. Золотник 15 гидроцилиндра управляется двумя электромагнитами 54 и 55, подключенными на выход блока 14 автоматики.

Система работает следующим образом.

Заготовка 2, закрепленная в качающихся центрах 48 и 49, приводится во вращение электродвигателем 1 через редуктор 16.

Величина биения заготовки посредством щупа 6 измеряется датчиком 5 перемещения и преобразуется преобразователем 4 в напряжение, которое подается на вход блока 3 управления (фазового коммутатора). Когда сигнал напряжения, пропорциональный амплитуде прогиба заготовки, достигает экстремума, фазовый коммутатор

3 срабатывает и через блок 14 автоматики подключает вход логического порогово

ro элемента 10 контактами 50 к выходу преобразователя 4, а контактами 51 — логические выходы элемента 10 к входу блока 13 промежуточной памяти.

На втором обороте вращения заготовки напряжение измеряется элементом 10, . и параллельный двоичный код, соответствующий величине прогиба, заготовки, заносится в блок 13 промежуточной памяти.

Как только сигнал на выходе преобразователя 4 достигает экстремума, снова сра батывает фазовый коммутатор 3 и через блок 14 автоматически отключает электродвигатель 1 и включает электромагнитную муфту торможения (не показана). Заготовка 2 фиксируется экстремальной точкой прогиба (точка в) непосредственно штоком 24 силового гидроцилиндра 8 правки (фиг. 2). Одновременно с этим блок 14 автоматики приводит в исходное (нулевое) состояние логический пороговый элемент

10 и контактами 52 подключает его вход к преобразователю 9 сигнала, а контактами 53 соединяет его логические выходы с входами задатчика 11, подключает схему

12 совпадения к блоку 13 промежуточной памяти и задатчику 11 давления, посредством электромагнитов 54 и.55 включает золотник 15 силового гидроцилиндра 8, который своим бойком давит на заготовку, устраняя ее изгиб.

Величина давления жидкости в рабочей и силового гидроцнлиндра измеряет! 074621 б ся датчиком 7 и преобразуется пр б - С вателем 9 сигнала в напряже ео разо- выходов т игге р ров 32 сигналы через инние, которое верторы 34 пост п подается на вход элемента 10. К ак только олока 35 памяти к упают на логические входы напряжение на входе элемента 10 достигает той величине гл и кода, соответствую щего порога срабатывания каскада логически 5 точки прогиба и угла сдвига экстремальной связанного через задатчик 11 р изделия, на который нужно

12 давления и проверн ть из ел ка 13 м каскадом бло- сировании в н жном икка 3 промежуточной памяти кот р " — б торыи сра- чтобы обеспечить за ужном для правки положении

Ф батывает от элемента 10 при аданное качество правки. и включении Реле, включенн последнего для измерения ве личины проги- дах блока 35 памяти

Р, ные на логических выхоба и задания усилия правки п и при макси- с пришедшим на вх !

О памяти кода, в соответствии мальном сигнале, соответствующе M 3J((".ö)e- кодом осуществляют входы блока двоичным мальнои точке прогиба заготов ки, из схе- угла поворота с п т включение уста вок мы 12 совпадения поступает с б

1А сигнал в лок (в блоке 37), т. е. з р помощью контактов 36

4 автоматики, который посредст твом элект- заготовки 2. (,, т. е. задают угол поворота ромагнитов 54 и 55 переключает золотник 15 После исте

ca oaoro гидроцилиндра 8. и боек по ни м мается. а,. и оек подни- межутка времени, задаваемого с помощ к

Если во время процесса проведения п реле времени (не п прав- входящего в блок (не показано), конструктивно и изделия происходит боковое сме

14 автоматики, необходиэкстремальнои точки прогиба на б щение мого для изме е р ния усилии изгиба и переоек со мещения штока штоком начинают воздействовать эксцент ич- 20 а, замыкается контакт 47 н ые силы сопротивления. Моменты нтрич- 2 и включается эл ектродвигатель 1. Заготовцентричных усилий, стремящиеся с от экс- ка, 2 вращается вернуть, диском 45. П и э я синхронно с кодирующим неподвижные в поперечном направ авлении диска 45 пе еме ри этом профильная часть относительно оси изделия шток с силовым р мешается в воздушном зазоги о др цилиндром, создают распорные усил иловым ре бесконтактного а д тчика 43 и импульсы в уплотнениях, вызывают смещение (и 25 илия сигналов нап яж р ения поступают на счеткосы) некоторых деталей силовог пере- ный вход п еоб р разователя. На выходе первого гидро- вого фильтра 42 п цилиндра по отношению к станине. Н р помех появляется серия шток эти усилия воздействуют к б а прямоугольных имп ак изги аю- прямо пропо ио у мпульсов, число которых щие. При смещении экстремальн р рционально связано с углом ой точки поворота диска 4 прогиба по часовой стрелке (по р д 45 и, соответственно, защения изделия), когда она стрем по ходу вра- З0 готовки 2. После з е заполнения счетного блонять положение точки С (фиг. 2) н бемится за- ка 37 до за ан д ного контактами 36 уставки чии тензорезистор 21 действуют, на ра о- количества имп силы растя- ния выдает ульсов схема 39 совпадежения, а на тензорезистор 23— — силы сжа- один — че ез и исполнительные сигналы, тия. Сигнал разбаланса уравн новешенного томатики, вто ой— — через инвертор 40 га блок !4 авкий полумоста поступает через тензометри ри÷eñ- 35 ния. счета, в, второи — на узел 41 прекращеусилитель 17 на вход пороговог результате чего триггер мента 18. При смещении экст ого эле- опрокидывается стремальнои го датчика 43 на и импульсы с бесконтактноточки прогиба за допустимые а счетныи блок 37 не провыхода элемента 18 сигнал п пределы с ходят. Однов

1 ременно сигналы с блока 14 на гнал поступает автоматики пост а первыи вход чувствительного г двухпози- тель l и элект о упают на электродвига40 хо ждение сигнала положительно шает, про- ния, в рез льтат р у те чего заготовка 2 остациала с тензометрического у ого потен- навливается п силителя 17 точке соотв од штоком 24 с бойком в на второй вход индикато 19 ра, на выходе прогиба. ответствующей сдвигу экст ремума которого включено поляризованное реле. П ипове.

Реле индикатора 19 одной гр ри проведении процесса правки в слгруппои своих 45 чае сме ения слуконтактов подготавливает це пь для вклю- заготовки п щ я экстремальной точки прог б и а чения электродвигателя 1 с вращением хода ее в а против часовой стрелки (про ротив

его вала в обратном направ влении, т. е. ложение в обл ращения), когда она занимает по против часовой стрелки а дру другои группой бочий тензо е о ласти точки а (фиг. 2) на р() б ные резисторные эле енты 27 — 29 - 50 ств — соответ- жения. Сигнал лит енно с выходов тензометриче ского уси- го пол моста п разбаланса уравновешеннотеля 17 и преобразователей 9 4 и осу- 17 на вхо ль ществляет подачу сигналов на т

У поступает через усилите д порогового элемента !8. П и вой сумматор 30. С выхода сумма 30 v на трехвходо- смещении экст ем р альнои точки прогиба за ри сигнал поступает на многопорогов атора допустимые п е у р делы с выхода элемента 18 мент 31 оговыи эле- сигнал пост пает и ент 31, с логических выходов которого тельного в х у на первыи вход чувствидвоичныи параллельный ко д поступает на и разрешает п д ухпозиционного индикатор 19 ,.а разрядный регистр 33 на тригге ах 32. ет прохождение сигнала отрииггерах . цательного потенциала с с тензометрическо1074621 фиг. 2 го усилителя 17 на второй вход индикатора 19. Реле индикатора 19 снова одной группой своих контактов подготовляет цепь для включения электродвигателя 1 с вращением его вала в том же направлении, т. е. по часовой стрелке, а другой группой контактов через элементы 27 — 29 соответственно с выходов тензометрического усилителя 17 и преобразователей 9 и 4 осуществляет подачу сигналов на трехвходовой сумматор 30. В дальнейшем включение уставок угла поворота заготовки и отслеживание заданного угла поворота осуществляются аналогично описанному, с той лишь разницей, что поворот диска и заготовки осуществляется в другую сторону.

Процесс правки проводится аналогично проведению правки при отсутствии боковых смещений экстремальной точки прогиба.

После проведения процесса правки все блоки и узлы системы управления приводятся в исходное (нулевое) состояние.

Использование предлагаемой системы

10 управления правильным агрегатом повышает качество правки за счет контроля и коррекции боковых смещениях экстремальной точки прогиба изделия.

1074621

Составитель В. Стоколов

Редактор С. Саенко Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 190/10 Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород,. ул. Проектная, 4